本发明专利技术涉及化学铣切加工领域，特别是一种Ti3Al系金属间化合物材料的化学铣切溶液及化学铣切方法。化铣溶液成份为：氢氟酸5～20wt%，硝酸10～30wt%，盐酸1～15wt%，冰乙酸2～3wt%，柠檬酸0.8～3wt%，磷酸或磷酸盐0.2～5wt%，六次甲基四胺0.5～3g/L，尿素0～5g/L，甘油2～5ml/L，表面活性剂0.1～1.5g/L，钛离子0～100g/L，铝离子0～40g/L，其余为水。本发明专利技术采用复合酸体系，并添加磷酸盐、表面活性剂、金属离子等添加剂配制Ti3Al系金属间化合物的化铣溶液，温度在35～65℃时对材料进行化学铣切加工，化铣速率约为0.01～0.03mm/min。本发明专利技术提供的化铣溶液配方及化铣加工方法可实现Ti3Al材料的化学铣切加工，化铣速率可控，处理后的零部件尺寸精度满足要求，表面粗糙度好，整个化铣过程操作简单。
【技术实现步骤摘要】
一种Ti3AI系金属间化合物的化铣溶液及化铣方法
本专利技术涉及化学铣切加工领域，特别是一种Ti3Al系金属间化合物材料的化学铣切溶液及化学铣切方法。
技术介绍
化学铣切也叫腐蚀加工，是利用酸、碱、盐等化学溶液对金属产生化学反应，使金属溶解，改变工件尺寸和形状(或表面性能)的一种加工方法。化铣加工不受材料硬度和强度的限制，加工过程中不会产生应力、毛刺等缺陷，工件无变形，并且可以同时加工多面、多件，生产效率高。常用于外形复杂的零部件、薄板零部件的余量加工，另外需要大面积铣去表面层的零部件加工也常用化铣的方法。用化铣加工代替机械加工用于零部件余量的调节，可以节省大量刀具费用，加工操作技术简单，可用于加工机械加工困难的材料或形状。Ti3Al系金属间化合物密度小，并且具有良好的高温性能，可以长时间在650°C~700°C温度范围内使用，可以用来制造在650°C温度下使用的航空发动机机匣、结合环等结构件，也可以用来制造在650°C~800°C温度范围内短时使用超音速飞行器、导弹安装边、蒙皮等部件，是目前备受瞩目的一类轻质高温材料。和其他金属间化合物一样，Ti3Al系金属间化合物也存在室温脆性大,难于进行机械加工的问题，化学铣切加工在零部件的小余量去除上有着不可取代的优势。钛合金和铝合金的化铣加工已经成为航空航天零部件成形的可靠加工方法，钛铝金属间化合物的化铣加工还未见报道。钛铝金属间化合物有2~3种主要组成元素，材料的组织结构和腐蚀性能均与钛合金有很大不同，传统的钛合金或铝合金化铣工艺不能适用于钛铝金属间化合物。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种Ti3Al系金属间化合物的化铣溶液及化铣方法，替代机械加工用于调节零部件的余量，生产效率高，成品率高，且工艺设备简单，易于操作和控制。本专利技术的技术方案是:一种Ti3Al系金属间化合物的化铣溶液，化铣溶液成份为:氢氟酸5~20wt%，硝酸10~30wt%,盐酸I~15wt%,冰乙酸2~3wt%,朽1樣酸0.8~3wt%,憐酸或憐酸盐0.2~5wt%,六次甲基四胺0.5~3g/L,尿素0~5g/L,甘油2~5ml/L,表面活性剂0.1~1.5g/L,钛离子0~100g/L,招离子0~40g/L,其余为水。化铣溶液成份优选为:氢氟酸8~12wt%，硝酸18~22wt%，盐酸3~10wt%，冰乙酸2~3wt%，柠檬酸I~2wt%，磷酸或磷酸盐I~3wt%，六次甲基四胺I~2g/L，尿素I~3g/L,甘油3~4ml/L,表面活性剂0.5~1.0g/L,钛离子20~50g/L,铝离子5~20g/L,其余为水。所述的Ti3Al系金属间化合物的化铣溶液，磷酸盐为磷酸钙、焦磷酸钙、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、酸式焦磷酸钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸钠、焦磷酸钠、磷酸钾、聚偏磷酸钾、焦磷酸钾、偏磷酸钠、多聚磷酸钠、焦磷酸钠中的一种或两种以上。所述的Ti3Al系金属间化合物的化铣溶液，表面活性剂为直链烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸纳、十二烷基横酸纳、二羊基玻拍酸横酸纳、甘胆酸纳、十二烷基苯横酸、十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸、硬脂酸钠、烷基醇酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或两种以上。所述的Ti3Al系金属间化合物的化统溶液,钛离子以金属钛、钛合金或钛招金属间化合物的粉末或者颗粒形式加入。所述的Ti3Al系金属间化合物的化铣溶液，铝离子以金属铝、铝合金或钛铝金属间化合物的粉末或者颗粒形式加入。所述化铣溶液的Ti3Al系金属间化合物的化铣方法，包含以下步骤:(I)将需要进行化铣加工的Ti3Al金属间化合物材料去除表面灰尘和油污；(2)将洗净的零部件浸没化铣溶液中，在35~65°C下进行化铣加工，达到要求尺寸后马上将零部件取出，用40~50°C温水清洗去除表面残留化铣溶液；(3)将化铣后的零部件浸没在除灰溶液中3~IOmin进行除灰处理；(4)除灰结束的零部件用40~50°C温水清洗去除表面残留除灰溶液，再用70~80°C的热水清洗干净并吹干。所述的Ti3Al系金属间化合物的化铣方法，步骤(1)中，用清水洗去表面灰尘，用乙醇或丙酮洗去表面油污，再用清水清洗干净并吹干。所述的Ti3Al系金属间化合物的化铣方法，步骤⑵中，化铣速率为0.01~0.03mm/mino所述的Ti3Al系金属间化合物的化铣方法，步骤(3)中，除灰溶液成份为质量分数20%~50%的硝酸溶液。所述的Ti3Al系金属间化合物的化铣方法，按原子百分比计，Ti3Al系金属间化合物的成份为:T1-(20 ~35)%A1-(1 ~30)%M，MSV、Cr、Mn、Nb、Ta、W、Mo 合金元素中的一种或两种以上。本专利技术的优点和有益效果是:UTi3Al金属间化合物材料硬度高且室温脆性大，机械加工性能不好。本专利技术的化学铣切的方法进行零部件的后期加工和余量调整，具有生产效率高、成品率高等优点。2、Ti3Al金属间化合物材料含有2~3种主要组成元素，各组成元素的腐蚀性能差别很大，不易实现各元素的均匀腐蚀获得没有缺陷的表面。本专利技术提供的化铣溶液用于Ti3Al材料的化铣加工，可有效控制腐蚀速率，获得较好的产品表面，化铣后产品没有坑洞、脊梁、晶间腐蚀等缺陷，零部件精度满足要求。总之，本专利技术采用复合酸体系，并添加尿素、磷酸盐、表面活性剂、金属离子等添加剂配制Ti3Al系金属间化合物的化铣溶液，温度在35~65°C时对材料进行化学铣切加工，化铣速率约为0.01~0.03mm/min。本专利技术提供的化铣溶液配方及化铣加工方法可实现Ti3Al材料的化学铣切加工，化铣速率可控，处理后的零部件尺寸精度满足要求，表面粗糙度好，整个化铣过程操作简单，易于控制，生产效率高。【具体实施方式】本专利技术中，除特别指明，涉及的百分数是指质量百分比。Ti3Al系金属间化合物的成份为(原子比):T1-(20 ~35)%A1-(1 ~30)%M，MSV、Cr、Mn、Nb、Ta、W、Mo 等合金元素中的一种或两种以上。本专利技术Ti3Al系金属间化合物的化铣方法，包含以下步骤:(I)将需要进行化铣加工的Ti3Al金属间化合物材料去除表面灰尘和油污；(2)将洗净的零部件浸没化铣溶液中，在35~65°C下进行化铣加工，达到要求尺寸后马上将零部件取出，用40~50°C温水清洗去除表面残留化铣溶液；(3)将化铣后的零部件浸没在除灰溶液中3~IOmin进行除灰处理；(4)除灰结束的零部件用40~50°C温水清洗去除表面残留除灰溶液，再用70~80°C的热水清洗干净并吹干。 所述化统溶液成份为:氢氟酸5~20wt% (优选8~12wt%),硝酸10~30wt% (优选18~22wt%),盐酸I~15wt%(优选3~10wt%),冰乙酸2~3wt%,朽1樣酸0.8~3wt%,磷酸或磷酸盐0.2~5wt%,六次甲基四胺0.5~3g/L,尿素0~5g/L,甘油2~5ml/L,表面活性剂0.1~1.5g/L，钛离子0~100g/L，铝离子0~40g/L，其余为水。所述磷酸盐为磷酸钙、焦磷酸钙、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、酸式焦磷酸钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸钠、焦磷酸钠、磷酸钾、聚偏磷酸钾、焦磷酸钾、偏磷酸钠、多聚磷酸钠、焦磷酸钠中的一种或两种以上。所述表面活性剂为直链烷基苯磺酸钠、十本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种Ti3Al系金属间化合物的化铣溶液，其特征在于，化铣溶液成份为：氢氟酸5～20wt%，硝酸10～30wt%，盐酸1～15wt%，冰乙酸2～3wt%，柠檬酸0.8～3wt%，磷酸或磷酸盐0.2～5wt%，六次甲基四胺0.5～3g/L，尿素0～5g/L，甘油2～5ml/L，表面活性剂0.1～1.5g/L，钛离子0～100g/L，铝离子0～40g/L，其余为水。
【技术特征摘要】
1.一种Ti3Al系金属间化合物的化铣溶液，其特征在于，化铣溶液成份为:氢氟酸5~20wt%,硝酸10~30wt%,盐酸I~15wt%,冰乙酸2~3wt%,朽1樣酸0.8~3wt%,憐酸或憐酸盐0.2~5wt%，六次甲基四胺0.5~3g/L，尿素0~5g/L，甘油2~5ml/L，表面活性剂0.1~1.5g/L，钛离子0~100g/L，铝离子0~40g/L，其余为水。2.按照权利要求1所述的Ti3Al系金属间化合物的化铣溶液，其特征在于，磷酸盐为磷酸钙、焦磷酸钙、磷酸二氢钾、磷酸氢二钾、酸式焦磷酸钠、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠、磷酸钠、焦磷酸钠、磷酸钾、聚偏磷酸钾、焦磷酸钾、偏磷酸钠、多聚磷酸钠、焦磷酸钠中的一种或两种以上。3.按照权利要求1所述的Ti3Al系金属间化合物的化铣溶液，其特征在于，表面活性剂为直链烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、十二烷基磺酸钠、二辛基琥珀酸磺酸钠、甘胆酸钠、十二烷基苯磺酸、十二烷基苯磺酸钠、硬脂酸、硬脂酸钠、烷基醇酰胺、脂肪醇聚氧乙烯醚、烷基酚聚氧乙烯醚中的一种或两种以上。4.按照权利要求1所述的Ti3Al系金属间化合物的化铣溶液，其特征在于，钛离子以金属钛、钛合金或钛铝金属间化合物的粉末或者颗粒形式加入。5.按照权利要求1所述的Ti3Al系金属间化合物的化铣溶液，其特征在于，铝离子以金属铝、铝合金或钛铝金属间化合物的粉末或者颗粒...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘建国，赵焕，管勇，赵丽娜，李庆鹏，严川伟，
申请(专利权)人：中国科学院金属研究所，
类型：发明
国别省市：
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